磨削的基本原理及知识大全（二）

研磨者

磨削的基本原理及知识大全（二）

二、结合剂
普通砂轮的结合剂，可以采用陶瓷、树脂或塑料，超硬磨料的结合剂则可用烧结的金属基体或用电镀镍层的办法覆盖到砂轮上。这类砂轮是不渗水的，也无空洞。
金属结合剂和电镀砂轮的磨削液要仔细选择，以防砂轮打滑。打滑时在切削弧处产生的巨大动载液压，会顶举砂轮，导致工件光洁度恶化和加快砂轮磨损。
结合剂和磨料两者的选择密切相关。例如CBN的使用场合一般是要求砂轮在使用期间保持形状不变，并且直至消耗尽才从机床取下。由于CBN的导热性很好，所以用金属结合剂更有利。两者结合起来提供了冷切削的条件。因为切削热通过磨料和砂轮传导，再随冷却液带走的速度，比进入工件要快得多。
金属结合剂有两种形式：电镀和烧结。电镀砂轮是不修整的，它们一开始就制成正确的形状，并一直用至耗尽。烧结金属砂轮通常用电火花修整，然后像电镀砂轮那样装到机床上使用。
烧结和电镀砂轮安装到主轴后的径向跳动应小于0.0125mm。对金属结合剂砂轮来说，减小主轴跳动十分重要。因为磨粒从结合剂上伸出的距离很小，若跳动达到0.025mm，则会发生砂轮的一端已负荷太重而造成过度磨损，另一端则负荷很轻而仍很锋利。
某些电镀砂轮可以制出很小的轮廓圆弧半径(约0.125mm)。但多数电镀砂轮的轮廓圆弧半径大于0.5mm。通常，电镀砂轮运用于高速磨削，而金属烧结砂轮适于磨削陶瓷材料。
整体金属结合剂砂轮对振动、跳动和冷却液流量等工作条件的适应范围很小。假如磨床、工件和夹具的刚性较差，或老机床的轴承状态不佳，并且机床上没有平衡装置，这种条件下使用电镀砂轮就会导致砂轮寿命、工件光洁度和表面纹理方面的问题。根据机床的振动和稳定性等具体情况，有时采用树脂结合剂砂轮要好一些。树脂结合剂对振动有很强的阻尼能力。当然，树脂砂轮的校正和修整涉及的设备和时间，都会增加成本。
陶瓷结合剂使用最为普遍。由于这种结合剂的砂轮带孔洞，使得切削液能有效地进入磨削弧，并有较大的空洞容纳磨屑。同时，使用金刚石工具可方便地将陶瓷结合剂砂轮修至正确形状和磨锐。
三、砂轮的准备
砂轮的准备包括：安装、平衡、精整和修整。砂轮准备不好，将成为以后很多磨削问题产生的根源。
第一、要按照砂轮制造厂的指导书安装砂轮，保证砂轮在修整前处于较好的原始平衡状态和最小的跳动。
第二、安装时要仔细操作以免碰伤砂轮内孔。砂轮内孔在高速旋转时承受巨大应力，搬运和安装失当往往是砂轮启动时导致爆裂的原因。
第三、安装陶瓷结合剂砂轮时，必须用纸质垫圈。
第四、用平稳的扭矩和松紧度上紧法兰盘。
安装完毕后，砂轮应依次作粗平衡、修整、和精平衡，然后再开始磨削。若砂轮原始状态很不平衡且跳动很大，则常需作附加修整及再平衡。
砂轮良好的平衡会使磨削表面持续保持良好光洁度，并使寿命延长。同时，正确的修整会使砂轮保持稳定的磨削表面和磨削作用。
砂轮的锋利程度及其形状精度取决砂轮的修整方法。所以，任何时候都要使砂轮修整装置处于良好的工作状态，这对于单点金刚石修整器或电机驱动的金刚石滚轮都一样。
单点金刚石修正是修整陶瓷结合剂砂轮的常用方法，这种修整方法常会导致砂轮性能不稳定，所以修整的方法和程序要不断作相应的调整。
在磨削工件时，典型的方法是：砂轮粗磨一定的加工留量，然后改变修整参数，再精磨工件。通常的做法是，粗修砂轮时，金刚石沿砂轮外圆作快速横向进给，而精修时，修正器的横向进给速度大大减慢，以获得光洁的砂轮表面和工件表面。
一种称为“搭接式”或“部分重叠式”的修整方法，能保证正确、稳定的修整。例如，一直径为406.4mm的砂轮，速度为6000sfm(1828m/min)，单点金刚石修正器的圆弧半径0.254mm作粗磨修整，每个行程的修整量为0.025mm。
一般修正时常用的横向进给速度往往过快，使砂轮表面有一部分修不到。而采用多次行程虽可以使砂轮表面都修到，但表面不平。这种砂轮磨削性能较高，但磨损快而不均匀。